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4.不含任何元素的集合叫做 空集 ,记作 ∅ . 5. 空集 是任何集合的子集,空集 是任何非空集 合的真子集.
对点讲练
知识点一 写出给定集合的子集 例 1 (1)写出集合{0,1,2}的所有子集,并指出其 中哪些是它的真子集; (2)填写下表,并回答问题. 原集合 ∅ {a} { a,b} { a,b,c} 子集 子集的个数
(2) 子集的 原集合 子集 个数 1 ∅ ∅ { a} 2 ∅,{ a} 4 { a,b} ∅,{ a},{b},{a,b} ∅,{ a},{b},{c}, { a,b },{ a, c},{b,c} 8 { a,b,c} { a,b,c } 这样,含 n 个元素的集合{ a1 ,a2,…,an}的所 有子集的个数是 2n,真子集的个数是 2n-1, 非空真子集的个数是 2n-2.
解析
a −1 ≤ 3 ∵A⊇B,∴
a + 2 ≥ 5
∴3≤a≤4.
3.设 B={1,2},A={x|x⊆B},则 A 与 B 的关 系是 ( D ) B.B⊆A A.A⊆B C.A∈B D.B∈A
解析 ∵B的子集为{1},{2},{1,2},∅, ∴A={x|x⊆B}={{1},{2},{1,2},∅}, ⊆ ∅ ∴B∈A.
知识点三
集合相等关系的应用
例 3 已知集合 A={2,x,y},B={2x,2,y2} 且 A=B,求 x,y 的值.
解 方法一 ∵A=B
∴集合 A 与集合 B 中的元素相同 x=2x x=y2 ∴ , 2 或 y=y y=2x
1 x=0 x=0 x=4 解得 x,y 的值为 或 或 y=0 y=1 y=1 2 验证得,当 x=0,y=0 时, A={2,0,0}这与集合元素的互异性相矛 盾,舍去. 1 x=0, x=4, ∴x,y 的取值为 或 y=1, y=1. 2
变式迁移 2 已知 A={x|x2-5x+6=0},B={x|mx =1},若 B⊆ A,求实数 m 所构成的集合 M.
解 由 x2-5x+6=0 得 x=2 或 x=3. ∴A={2,3} 由 B ⊆ 知 B=∅或 B={2}或 B={3} A 若 B=∅,则 m=0; 1 若 B={2},则 m=2; 1 若 B={3},则 m=3. 1 1 ∴M=0,2,3.
二、填空题 6 . 设 x , y∈R , A = {(x , y)|y = x} , B =
y (x,y)| =1 x
, 则 A 、 B 的 关 系 为
⊆ BA ____________. 解析
A、B都为点集,点(0,0)∈A,但点 (0,0) ∉B.
7. M={x|x2-1=0}, 设 N={x| ax-1=0}, N⊆M, 若
课时作业
一、选择题 1.下列命题 ①空集没有子集; ②任何集合至少有两个子集; ③空集是任何集合的真子集; ④若∅A 时,则 A≠∅. 其中正确的个数是 A.0 B.1 C.2 ( B ) D.3
是正确的. 解析 仅④是正确的.
2.已知集合 A={x| a -1≤x≤a+2},B={x|3<x<5}, 则能使 A⊇B 成立的实数 a 的取值范围是 ( B ) A.{ a |3< a≤4} B.{ a|3≤a ≤4} C.{ a|3< a <4} D.∅
2.如果集合 A 是集合 B 的子集(A⊆B),且
集合B是集合A的子集(B⊆A) ,此时,集合 A 与
集合 B 中的元素是一样的,因此集合 A 与集 合 B 相等,记作 A=B . 3.如果集合 A⊆B,但存在元素 x∈B,且 x∉A, 我们称集合 A 是集合 B 的 真子集 ,记作
⊆ A B ⊆ (或 B A).
解得-1≤m<2, 综上得 m≥-1. (2)显然 A≠∅,又 A⊆B,∴B≠∅, 如图所示,
2 m − 1 < m = 1 ∴ 2m − 1 < −3 ,解得 m∈∅. m + 1 > 4
规律方法 (1)分析集合关系时,首先要分析 简化每个集合. (2)此类问题通常借助数轴,利用数轴分析法,将各 个集合在数轴上表示出来,以形定数,还要注意验 证端点值,做到准确无误,一般含“=”用实心点表 示,不含“=”用空心点表示. (3)此类问题还应注意“空集”这一“陷阱” ,尤其 是集合中含有字母参数时,初学者会想当然认为非 空集合而丢解,因此分类讨论思想是必须的.
知识点二 集合基本关系的应用 例 2 (1)已知集合 A={x|-3≤x≤4},B={x|2m -1<x<m+1},且 B⊆A.求实数 m 的取值范 围;(2)本例(1)中,若将“B⊆A”改为“A⊆ B”,其他条件不变,则实数 m 的取值范围 是什么?
解 (1)∵B⊆A, ①当 B=∅时, m+1≤2m-1, 解得 m≥2. -3≤2m-1 ②当 B≠∅时,有m+1≤4 2m-1<m+1 ,
10.已知集合 A={x|-2k+3<x<k-2},B={x| -k<x<k},若 A⊆ B,求实数 k 的取值范围.
解
∵AB,①若 A=∅,且 B≠∅, ⊆ 5 则 k>0,且-2k+3≥k-2⇒0<k≤3; k>0 -2k+3<k-2 ②若 A≠∅,且 B≠∅,则 -k≤-2k+3 k≥k-2 且-k=-2k+3 与 k=k-2 不同时成立, 5 解得3<k≤3. 由①②可得实数 k 的取值范围为{k|0<k≤3}.
1.1.2
集合间的基本关系 自主学案
学习目标 了解子集、 真子集、 空集的概念, 掌握用 Venn 图表示集合的方法,通过子集理解两集合相 等的意义. 自学导引 1.一般地,对于两个集合 A、B,如果集合 A 中 任意一个 元素都是集合 B 中的元素, 我们 就说这两个集合有包含关系, 称集合 A 为集 合 B 的子集, 记作 A⊆B (或 B⊇A ), 读作 “ A含于B ”(或“ B包含A ”).
规律方法
(1)分类讨论是写出所有子集的有效
方法, 一般按集合中元素个数的多少来划分, 遵 循由少到多的原则,做到不重不漏.(2)集合 A 中有 n 个元素,则集合 A 有 2n 个子集,有(2n- 1)个真子集,(2n-1)个非空子集,(2n-2)个非空 真子集.
变 式 迁 移 1 已 知 集 合 M 满 足 {1,2} ⊆ M ⊆ {1,2,3,4,5},写出集合 M. 解 由已知条件知所求 M 为:{1,2},{1,2,3}, {1,2,4}, {1,2,5}, {1,2,3,4}, {1,2,3,5}, {1,2,4,5}, {1,2,3,4,5}.
方法二
∵A=B,∴A、B 中元素分别对应相同. x+y=2x+y2, ∴ x·y=2x·y2,
① ② ∵集合中元素互异,∴x、y 不能同时为 0. 1 ∴y≠0.由②得 x=0 或 y=2. 当 x=0 时,由①知 y=1 或 y=0(舍去); 1 1 当 y=2时,由①得 x=4. 1 x=0, x=4, ∴ 或 y=1, y=1. 2
x+y(y-1)=0, 即 xy(2y-1)=0.
集合相等则元素相同, 规律方法 集合相等则元素相同,但要注意集合中 元素的互异性,防止错解. 元素的互异性,防止错解.
变式迁移 3 含有三个实数的集合可表示为
b {a, ,},也可表示为{ a2, a+b,0},求 a,b. 1 a b 1 解 由集合相等得:0∈ {a, ,} ,易知 a≠0, 0 0 a b ∴ =0,即 b=0,∴ a2=1 且 a2≠a,∴ a=-1. a
1 n 11.已知集合 M={x|x=m+6,m∈Z},N={x|x=2 1 p 1 -3,n∈Z},P={x|x=2+6,p∈Z},请探求集 合 M、N、P 之间的关系.
1 解 M={x|x=m+6,m∈Z} 6m+1 ={x|x= 6 ,m∈Z}. n 1 N={x|x=2-3,n∈N} 3n-2 ={x|x= 6 ,n∈Z}. p 1 P={x|x=2+6,p∈Z} 3p+1 ={x|x= 6 ,p∈Z}.
∵3n-2=3(n-1)+1,n∈Z, ∴3n-2,3p+1 都是 3 的整数倍加 1,从而 N=P. 而 6m+1=3×2m+1 是 3 的偶数倍加 1, ∴MN=P. ⊆
由此猜想:含 n 个元素的集合{ a1, a2,…,an}的 所有子集的个数是多少?真子集的个数及非空真子 集的个数呢? 解 (1)不含任何元素的集合:∅; 含有一个元素的集合:{0},{1},{2}; 含有两个元素的集合:{0,1},{0,2},{1,2}; 含有三个元素的集合:{0,1,2}. 故集合{0,1,2}的所有子集为∅, {0}, {1}, {2}, {0,1}, {0,2},{1,2},{0,1,2}. 其中除去集合{0,1,2}, 剩下的都是{0,1,2}的真子集.
4.若集合 A={x|x=n,n∈N},集合 B= n x|x= ,n∈Z,则 A 与 B 的关系是( A ) 2 A.AB B.AB C.A=B D.A∈B
5. 在以下六个写法中: ①{0}∈{0,1}; ②∅{0}; ③{0, -1,1}⊆{-1,0,1}; ④0∈∅; ⑤Z={正 整数};⑥{(0,0)}={0},其中错误写法的个 数是 A.3 个 C.5 个 B.4 个 D.6 个 ( B )
±1或0 则 a 的值为________.
8.若{x|2x-a=0, a∈N}⊆{x|-1<x<的所有取值组成的集合为____________.
三、解答题 9.设集合 A={1,a,b},B={ a ,a2 ,ab}, 且 A=B,求实数 a、b 的值.
解∵A=B 且 1∈A,∴1∈B.若 a=1,则 a2 =1,这与元素互异性矛盾,∴ a≠1. 若 a2=1,则 a=-1 或 a=1(舍). ∴A={1,-1,b},∴b=ab=-b,即 b=0. 若 ab=1,则 a2=b,得 a3=1,即 a=1(舍去). 故 a=-1,b=0 即为所求.